Насосы с мокрым ротором: принцип работы, отличие мокрого от сухого, как выбрать
Насос с мокрым ротором: принцип работы
Насосы циркуляционного типа по строению похожи на дренажные агрегаты. Корпус изделия выполнен из прочного сплава, например, латуни, чугуна, стали, бронзы. Материалы могут взаимодействовать с водой, у которых высокая температура, либо с агрессивными веществами при роторе в дренажном насосе. Ротор изготавливают из керамического материала или из нержавейки высокого качества. К валу ротора прикрепляют колесо, оснащенное лопастями для работы.
Принцип действия заключатся в том, что внутри создается центробежная сила. При включении насоса начинает вращаться крыльчатка, давление в насосе снижается. Это заставляет жидкость затекать в камеру.
Жидкость увеличивает параметр давления, прижимая носитель к стенкам внутри емкости насоса. Перепад температуры создает условия для выталкивания жидкости в выходной патрубок. Цикл работы помпы повторяется, пока агрегат включен.
Общие сведения
Насосы с мокрым ротором предназначены, чтобы обеспечивать циркуляцию жидкости в сети отопления. Любая разновидность ротора способствует нагнетанию носителя в трубы, чтобы она всегда текла прямо.
Данное влияние на транспортируемую среду дает такие преимущества, как:
1.сохрнение температуры одинаковой на протяжении всей сети теплоснабжения.
2.способствует защите от забивания прохода трубы воздушными пробками, что исключает образование гидроударов в них.
3.экономит бюджет по денежным тратам на топливо, электричество, чтобы подогревать жидкость, не требуется поддерживать температуру котла.
4.роторы делают процесс нагревания быстрым, продуктивным.
Внимание! Роторы с мокрым типом оснащены двумя отверстиями, чтобы всасывать и нагнетать жидкость. Так образуется замкнутый цикл движения жидкости, по которому ей помогает двигаться ротор.
Подробности
Особенности конструкции
Насосы, имеющие ротор, их виды
Все насосы, оснащенные ротором, бывают разных видов. Выделяют такие типы агрегатов:
1.оборудование, имеющее мокрый ротор.
2.оборудование, имеющее сухой ротор.
Насосы первого типа не контактируют напрямую с внутренней жидкостью. Механизм внутри насоса стоит обособлено за счет наличия уплотнителей из колец, сделанных из металла или керамики. Они не дают рабочим узлам роторного механизма соприкасаться с жидкостью. Принцип действия лежит в наличии тонкого слоя воды между уплотняющими кольцами, которые трутся друг об дружку. Слой образует разность давления в отопительной сети, камере насоса, что создает герметичность роторного механизма. Когда насос включен, кольца прижимаются плотнее, и возникает еще большая герметичность конструкции. В основе принципа действия у мокрого ротора лежит механизм, который смазывает и охлаждает двигатель насоса с помощью воды., которая перекачивается.
Внимание! Оборудование циркуляционного типа, которое применяют в отоплениях, кондиционерах, имеющие ротор мокрого типа, могут иметь трехфазный или однофазный принцип действия. Данные агрегаты можно устанавливать в домах и в большом промышленном комплексе.
Из-за особенностей работы ротора мокрого типа, насосы наделены преимуществами. К плюсам системы относят такие свойства:
1.во время работы издает мало шума.
2.компактность установки, малый вес.
3.можно эксплуатировать без перерыва в течение длительного времени.
4.потребляет мало электроэнергии.
5.легкий монтаж и эксплуатация.
Потребители выбирают конструкции с моноблоком. К недостаткам относят низкий уровень КПД, составляющий примерно 55 процентов. Устройство подходит для установки в помещении малой площади с небольшой протяженностью замкнутого отопительного контура. Роторы с мокрым типом ротора по параметрам уступают аналогам с ротором сухого вида, однако это касается поверхностных агрегатов.
Внимание! Чтобы прибор работал исправно и качественно, нужно правильно установить насос на трубу.
Важно соблюдение правил установки агрегатов на контуры. Вал конструкции следует располагать под углом в 90 градусов по отношению к замкнутому контуру отопительной сети. Так, жидкость будет поступать к подшипникам, чтобы смазывать рабочие узлы, по гильзе.
Оборудование с сухим ротором
Устройство данного типа функционирует, не контактируя с водой. Агрегаты отличаются высоким КПД, достигающим 80 процентов. Наосы имеют свои недостатки:
1.издают много шума при работе.
2.надо постоянно контролировать качество перекачиваемой воды, аппараты чувствительны к наличию в ней мусора, воздушных молекул. Данные частицы могут нарушить герметичную работу уплотняющих колец.
Все агрегаты, имеющие сухой ротор, делят на три типа. Выделяют такие устройства, как:
2.вертикального типа, в них двигатель расположен вертикально, при этом две трубы принадлежат одной оси.
3.консольного или горизонтального типа с двигателем, установленным по горизонтали, а трубы под прямым углом.
Как выбрать тип ротора
Параметры помещения, особенности характеристик отопления влияют на выбор насосного оборудования. При этом требуется правильность установки агрегата. Следует учитывать такие нюансы, как:
1.площадь жилого помещения, длину отопительных труб.
2.число радиаторных приборов на участке обогрева.
3.есть ли в доме теплые полы.
4.качество остекления в доме.
5.наличия утеплителя на потолках, стенах и крыше.
Внимание! Рассчитывать нужное количество тепла должен теплотехник, способный учесть все особенности здания, порекомендовать подходящий для данных параметров агрегат.
Если подразумевается покупка насосного оборудования для действующей отопительной сети, требующей доработки, значит, рекомендуется приобретение регулируемого устройства, которое способно подстроиться под существующие характеристики контура.
Монтаж
Для установки следует пригласить специалиста. Однако можно провести установку самостоятельно. Нужно действовать пошагово:
1.устройство устанавливают рядом с котельным оборудованием, где вода возвращается назад после цикла работы. Этот принцип установки подходит для помещений, имеющих площадь менее сто пятьдесят — двести квадратных метров.
2.Нужно при установке контролировать положение стрелки на насосе, она должна быть установлена в направлении течения теплого носителя в сети.
3.соединения с помощью фланцев и резьбы обрабатывают герметиком, чтобы исключить протечки.
4.при отопительной системе, отличающейся обратным типом циркуляции, устанавливают байпас в виде отрезка трубопроката, которым можно замкнуть отверстие отопительного контура, когда снимут насос, если понадобится ремонт.
Марки насосов, имеющие ротор мокрого типа
Известными компаниями, выпускающие агрегаты с мокрым ротором, считаются фирмы немецкого, датского, канадского производства. Выделяют такие марки, как:
1.Устройтсва Вило, оснащенные резьбовым соединением, имеющие регулировку скорости вращения, чтобы контролировать мощность помпы. Устройства применяют в отоплении, в кондиционерах, в системах, циркулирующих холодный носитель в промышленности.
2.Устройства Грандфос являются лидерами на рынках. Устройства имеют высокий уровень производительности, надежности. Агрегаты производятся в Дании, работают долго без поломок. Насосы инертны к воде, имеют антикоррозийный материал корпуса. Устройства не нуждаются в частом ремонте, имеют герметичный корпус.
Внимание! У корпусов Грандфос есть специальный кожух для защиты от того, чтобы пользователи не получили ожог.
Насосы для отопления с «мокрым» ротором
Здравствуйте, уважаемые читатели блога nasos-pump.ru
Циркуляционные насосы с «мокрым ротором»
В рубрике «Насосы» поговорим о насосах для отопления с «мокрым» ротором. Циркуляционный насос – это очень важный элемент в системах отопления, кондиционирования, горячего водоснабжения, а также в системах обогрева полов. Благодаря насосу происходит циркуляция теплоносителя в «закрытой» системе отопления, системе «теплый пол», что увеличивает теплоотдачу. При использовании насоса можно монтировать трубопроводы меньшего диаметра, отсюда уменьшение количества теплоносителя в системе, уменьшение потребления количества энергоносителей и уменьшение стоимости затрат на используемые материалы, хотя нужно дополнительно устанавливать мембранный бак. Такие системы отопления быстрее реагируют на колебания температуры и легче поддаются регулировке. Применение циркуляционных насосов в системах отопления позволяет экономить до 30% энергоносителей, используемых на нагрев теплоносителя. Насосы для горячего водоснабжения (ГВС) позволяют поддерживать постоянную температуру воды в системах горячего водоснабжения (рециркуляция горячей воды). При выборе циркуляционного насоса необходимо учитывать, где будет использоваться насос в системе отопления или горячего водоснабжения. Конструктивно насосы имеют четкое разделение на насосы для отопления и ГВС. Корпуса насосов для систем отопления изготавливаются из чугуна, а для горячего водоснабжения используют корпуса с бронзы или латуни. Циркуляционные насосы для систем отопления с «мокрым» ротором работают постоянно на протяжении всего отопительного сезона, поэтому к ним предъявляются высокие требования: бесшумная работа, малая потребляемая мощность, простота и надежность. Существует два наиболее распространенных вида циркуляционных насосов — насосы с «мокрым» и «сухим» ротором. В данной статье мы будем вести разговор о насосах с «мокрым ротором».
Устройство и конструкция
Конструктивно насосы для отопления с «мокрым» ротором состоят из четырех основных элементов: статора, ротора, разделительного стакана и корпуса (фото).
Конструкция насосов с «мокрым» ротором
- Статор насоса. Для уменьшения потребление электроэнергии необходимо, чтобы статора насосов с «мокрым ротором» меняли скорость вращения. Для того чтобы скорость вращения ротора можно было изменять, в конструкции статоров используются многосекционные обмотки. Скорость вращения насоса можно менять вручную с помощью переключателя скоростей. Обычно статоры циркуляционных насосов с «мокрым ротором» изготавливаются на три скорости вращения ротора. По мере уменьшения частоты вращения уменьшается и объемный расход (подача) насоса. Существуют конструкции статоров со встроенными электронными устройствами, обеспечивающими бесступенчатое регулирование частоты вращения ротора. Статор насоса охлаждается перекачиваемой жидкостью, так как насосы с «мокрым» ротором не имеют вентилятора охлаждения. Максимальная рабочая температура таких насосов достигает 140° С. Насосы для систем отопления с «мокрым» ротором, в зависимости от требуемой выходной мощности, изготавливаются на напряжение
380 В.
с винтом на торце для удаления воздуха из насоса и без винта (цельные). Отличие насосов с цельным стаканом в том, что они способны самостоятельно удалять воздух из насоса во время запуска и в процессе работы системы отопления. Стаканы
Способы монтажа
К насосам с «мокрым» ротором изготавливаются и поставляются накидные гайки (фото)
или как их еще называют американки, резьбовое соединение с условным проходом 1″ и 1 1/4″. Насосы большего размера имеют фланцевые соединения. Циркуляционные насосы для систем отопления могут монтироваться непосредственно на трубопровод в горизонтальном или в вертикальном положении, с условием, что ось вала насоса должна быть всегда расположена горизонтально. Они могут монтироваться как на подающий, так и обратный трубопроводы. Предпочтительно выполнять монтаж на обратном трубопроводе. Стрелка на корпусе насоса для систем отопления указывает направление движения теплоносителя. До и после циркуляционного насоса необходимо установить отсечные краны или задвижки того же диаметра, что и условный проход насоса. Краны или задвижки используются для удобства обслуживания насоса во время профилактики или ремонта. При этом теплоноситель не нужно сливать из системы отопления или горячего водоснабжения. Между отсечным клапаном и всасывающим патрубком насоса обязательно необходимо смонтировать фильтр грубой очистки того же диаметра, что и условный проход насоса. Если в системе отопления используется несколько циркуляционных насосов, то на каждом из них необходимо установить обратные клапаны. Клапан устанавливается того же диаметра, что и условный проход насоса и монтируется после насоса на напорном патрубке до отсечного крана. В случае если ось вала двигателя смонтирована вертикально (рис)
Положение насоса запрещенное для монтажа
по отношению к горизонту, в процессе эксплуатации в верхний части разделительного стакана может образоваться воздушная пробка. Керамический или графитовый подшипник не будет смазываться перекачиваемой жидкостью, что может привести к его перегреву и, как следствие, заклиниванию вала ротора. Как мы уже говорили, смазка подшипников насосов с «мокрым ротором» осуществляется перекачиваемой жидкостью. Кроме того, ухудшится охлаждение статора из-за недостаточной циркуляции жидкости. Для этого жидкость через разделительный стакан должна циркулировать постоянно. Подробнее о способах монтажа можно найти в инструкции по монтажу и эксплуатации циркуляционных насосов для систем отопления.
Рабочая точка
Точка, в которой пересекаются характеристики циркуляционного насоса и системы, называется рабочей точкой системы и насоса. Это значит, что в этой точке находится равновесие между полезной мощностью насоса и мощностью, необходимой для преодоления сопротивления системы отопления. Напор насоса всегда равен сопротивлению системы. От напора зависит также и подача, которую может обеспечить насос. При этом необходимо помнить, что подача не должна быть ниже определенного минимума. В противном случае малая производительность может вызвать сильное повышение температуры в насосной камере, что может привести к повреждению насоса. Во избежание этого следует соблюдать инструкции завода производителя насоса. Рабочая точка за пределами рабочей характеристики насоса может привести к перегреву и выходу насоса из строя. При изменении подачи во время работы насоса изменяется и напор, а, следовательно, и рабочая точка постоянно смещается. Найти расчетную рабочую точку в соответствии с требованиями при эксплуатации системы в максимальном режиме входит в задачи проектировщика. Все остальные рабочие точки находятся слева от расчетной рабочей точки. На рисунке показано влияние изменения гидравлического сопротивления на смещение рабочей точки.
Смещение рабочей точки системы влево от расчетной рабочей точки увеличивает напор насоса. Это приведет к повышенному шуму в системе отопления при наличии регулирующей арматуры и клапанов.
Подача насоса
Для определения подачи в системе отопления применяется следующая формула: Q=QN/1,163*Δυ (м 3 /час)
Q – подача насоса в расчетной точке в [м 3 /ч]
QN – тепловая мощность котла в [кВт]
1,163 – удельная тепловая емкость воды [Вт*ч/кг*К]
Δυ – расчетная разность температур в прямом и в обратном трубопроводах системы отопления, в кельвинах [K], при этом за основу можно принять 10 – 20 К для стандартных систем.
Напор насоса
Чтобы доставить перекачиваемый теплоноситель в любую точку системы отопления, насос должен преодолеть сумму всех гидравлических сопротивлений. Так как обычно определить схему прокладки и условный проход трубопроводов довольно трудно, для примерного расчета напора системы отопления можно использовать следующую формулу:
Н=R *L*ZF/10 000 (м)
R – потери на трение в трубах [Па/м]. При этом можно принять за основу значение 50 Па/м – 150 Па/м для стандартных систем (в зависимости от года постройки дома, в старых домах в связи с использованием труб большего диаметра потери давления меньше (50 Па/м)).
L – длина [м] прямого и обратного трубопроводов или: (длина дома+ширина дома+ высота дома) x 2
ZF – коэффициент. для запорной арматуры ≈1,3, термостатического клапана ≈1,7, смеситель ≈1,2
При наличии запорной арматуры и термостатических клапанов нужно использовать коэффициент ZF=2,2.
При наличии запорной арматуры, термостатических клапанов и смесителя нужно использовать коэффициент ZF=2,6.
10000 – коэффициент пересчета (м) и (Па)
Пример: котел, установленный в многоквартирном доме старой постройки, имеет мощность 50 кВт.
Для перепада температур Δυ=20 K (температура подачи=90 °C, температура возврата=70 °C) получается, напор равен: Q=QN/1,163*Δυ (м 3 /час)=50/1,163*20=2,15 м 3 /час
При отоплении аналогичного здания с меньшим перепадом температур (например, 10 K) циркуляционный насос должен обеспечить двойной расход, то есть 4,3 м 3 /час с условием, чтобы тепло, производимое теплогенератором, могло доходить до потребителей в необходимом количестве.
Потери давления из-за трения в трубопроводе составляют в нашем примере 50 Па/м,
общая длина прямого и обратного трубопроводов — 150 м, коэффициент — 2,2, так как смеситель и термостатические клапана отсутствуют. В результате получаем напор (H): Н=R*L* ZF/10000(м)=50-150-2,2/10000=1,65 м.
Эксплуатация обслуживание и ремонт
Циркуляционные насосы для систем отопления – это надежное и эффективное оборудование, работающее долго при соблюдении условий эксплуатации. Но у насосов с «мокрым» ротором есть и один серьезный недостаток. КПД этих насосов не превышает 50%, в то время как у насосов с сухим ротором этот показатель может достигать 80-90% . Поэтому такие насосы больше всего востребованы в индивидуальных системах отопления и горячего водоснабжения.
Циркуляционные насосы для систем отопления с «мокрым» ротором нельзя эксплуатировать без протока теплоносителя — может произойти перегрев керамических или графитовых подшипников и как следствие заклинивание ротора.
Для уменьшения шума в закрытых системах отопления/охлаждения с циркуляционными насосами необходимо, чтобы в системе не было воздуха. Для удаления воздуха применяются автоматические воздушные клапаны или сепараторы воздуха Spirovent Air.
На практике очень часто случается, что в теплоносителе содержится мелкая взвесь и накипь. При работе насоса накипь постепенно осаждается и наслаивается на рабочие поверхности ротора и стакана. Расстояние между ротором и стаканом составляет 0,1-0,2 мм, из-за наслоения накипи ротор «заклинивает» в стакане. Если насос с «заклиненным» ротором продолжительное время находится под напряжением, то этот дефект может привести к более серьезной поломке: перегреву и короткому замыканию обмоток. Статор выходит из строя, так как уменьшается или полностью прекращается проток теплоносителя, и недостаточно охлаждение двигателя. К сожалению, мастерские по перемотке двигателей не берут в работу статоры бытовых циркуляционных насосов, из-за их высокой трудоемкости и сложности в переметке, как следствие – приобретение нового насоса. Если статор насоса не вышел из строя, то для расклинивания ротора приходится потратить довольно много времени: от нескольких часов до нескольких дней. Особенно тяжело эта процедура происходит с насосами, у которых вал из керамики. Вал таких насосов очень хрупкий и может сломаться при неосторожном движении. Как правило, удавалось расклинивать все роторы, попадавшие в ремонт с таким дефектом.
Для уменьшения накипи в системе отопления, необходимо:
- Промывать систему отопления перед вводом в эксплуатацию. Особенно много накипи образуется у систем отопления работавших на «естественной» циркуляции теплоносителя, так как приходилось очень часто доливать воду в расширительные баки, и это вода не подготовленная. После установки в такую систему циркуляционного насоса и плохой промывке системы отопления, вся накипь, которая годами наслаивалась в трубах и радиаторах при медленной естественной циркуляции очень быстро оказывается в насосе из-за того, что скорость теплоносителя возросла в несколько раз.
- Заправлять систему отопления специальной умягченной водой.
- Не сливать теплоноситель из системы после окончания отопительного сезона.
- После окончания отопительного сезона необходимо хотя бы один раз в месяц включить насос на 1-2 минуты в работу, чтобы в начале отопительного сезона не столкнутся с проблемой заклинивания ротора.
- Устанавливать в систему отопления сепараторы шлама Spirovent Dirt
Вторая причина выхода насосов из строя – это наличие взвеси в системе отопления. Взвесь попадает в керамические подшипники, и образуется выработка на подшипниках и вале (особенно это быстро происходит на подшипниках из графита). Из-за выработки, появляется люфт и дополнительный шум, а в один прекрасный момент происходит «прилипание» ротора к стакану. Проще говоря, ротор перестает вращаться. Запчастей на циркуляционные насосы практически нет, и приходится покупать новый насос. Для предотвращения таких дефектов, необходимо проделывать те же процедуры, что и при заклинивании ротора.
Подводя итог, можно сказать, современные системы отопления, как в индивидуальных, так и в городских зданиях нуждаются в высококачественном насосном оборудовании, способном обеспечить эффективную циркуляцию теплоносителя. Для долгой и надежной их эксплуатации необходимо соблюдать условия монтажа и правила эксплуатации. Используемые насосы должны отвечать весьма жестким требованиям: быть экономичными, надежными и обеспечивать непрерывную работу в отопительный период на протяжении долгих лет.
